最新10kV电力线路设计.ppt

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1、10kV电力线路 设计,xxx 20 xx 年 xx 月 xx 日,目录,10kv电力线路是指在110kv或35kv电压等级的变电站，经降压变压器，把电压等级变为10kv配电线路的电压等级，10kv线路一般称为配电线路。（配电线路是担负分配电能任务的线路。我国配电线路的电压等级有380/220V、6kV、l0kV。）配电线路的建设要求安全可靠，保持供电连续性，减少线路损失，提高输电效率，保证电能质量良好。,由于10kv线路设计没有专门的课程介绍，我们就以设计的基本步骤开始逐步了解10kv架空线路，进而熟悉现场、材料，逐步达到独立操作之目的。,在介绍10kv起点之前，我们再熟悉一遍我们要设计的1

2、0kv线路所要用到的哪些材料！,说到10kv线路设计，毫无疑问，我们首先用到的就是导线，通常来说，对于10kv电压等级，我们很少用到分裂导线，我们一般用的都是单根导线，导线规格一般为35,50,70,95,120,150,185,240,300等等，无论是裸导线、架空绝缘导线、电力电缆，也都是按此规格设计的。,裸导线一般可以分为铜线、铝线、钢芯铝线、镀锌钢绞线等。铜是导电性能很好的金属，能抗腐蚀，但比重大，价格高，且机械强度不能满足大档距的强度要求，现在的架空输电线路一般都不采用。铝的导电率比铜的低，质量轻，价格低，在电阻值相等的条件下，铝线的质量只有铜线的一半左右，但缺点是机械强度较低，运行

3、中表面形成氧化铝薄膜后，导电性能降低，抗腐蚀性差，故在高压配电线路用得较多，输电线路一般不用铝绞线；钢的机械强度虽高，但导电性能差，抗腐蚀性也差，易生锈，一般都只用作地线或拉线，不用作导线。钢的机械强度高，铝的导电性能好，导线的内部有几股是钢线，以承受拉力；外部为多股铝线，以传导电流。由于交流电的集肤效应，电流主要在导体外层通过，这就充分利用了铝的导电能力和钢的机械强度，取长补短，互相配合。目前架空输电线路导线几乎全部使用钢芯铝线。作为良导体地线和载波通道用的地线，也采用钢芯铝线。,架空导线的安全系数一般不低于2.5。（输配电线路设计都是以破坏应力除以安全系数作为最大使用应力的。打个比方，假如

4、导线破坏应力为100kN，安全系数为2.5，那么最大使用应力就是40KN，还有疑问的话请追问）。导线排列:单回路一般采用三角形或垂直排列，双回路采用垂直排列铁塔部 分垂直排列横担间距离为1000mm，双回路铁塔不同相导线间的水平距离为1800mm，四回路铁塔不同相导线间的水平距离为10001600mm。直线砼杆垂直排列横担间距离基本为800mm，单回路耐张砼杆垂直排列横担间距离为1000mm。,架空输电线路的主要部件有:导线和避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等。导线前面我们已经描述过了，下面我们逐个介绍接下来的材料。,避雷线：架空送电线着雷时，可能打在导线上，也

5、可能打在杆塔上。雷击导线时，在导线上将产生远高于线路额定电压的所谓“过电压”，有时达几百万伏。它超过线路绝缘子串的抗电强度时，绝缘子将“闪络”，往往引起线路跳闸，甚至造成停电事故。避雷线可以遮住导线，使雷尽量落在避雷线本身上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流流入大地。雷击杆塔或避雷线时，在杆塔和导线间的电压超过绝缘子串的抗电强度时，绝缘子串也将闪络，而造成雷击事故。通常用降低杆塔接地电阻的办法，来减少这类事故。避雷线一般使用镀锌钢绞线架设，常用的截面是25、35、50、70平方毫米。导线的截面越大，使用的避雷线截面也越大。,（二）杆塔按用途分类 按用途分为直线杆、耐张杆、

6、转角杆、终端杆和特种杆五种。特种杆又包括：跨越通航河流、铁路等的跨越杆，长距离输电线路的换位杆、分支杆。1、直线杆 直线杆又叫中间杆。它分布在耐张杆塔中间，数量最多，在平坦地区，数量上占绝大部分。正常情况下，直线杆只承受垂直荷重（导线、地线、绝缘子串和覆冰重量）和水平的风压。因此，直线杆一般比较轻便，机械强度较低。2、耐张杆 耐张杆也叫承力杆。为了防止线路断线时整条线路的直线杆塔顺线路方向倾倒，必须在一定距离的直线段两端设置能够承受断线时顺线路方向的导、地线拉力的杆塔，把断线影响限制在一定范围以内。两个耐张杆塔之间的距离叫耐张段。3、转角杆 线路转角处的杆塔叫转角杆。正常情况下转角杆除承受导、

7、地线的垂直荷重和内角平分线方向风力水平荷重外，还要承受内角平分线方向导、地线全部拉力的合力。转角杆的角度是指原有线路方向风的延长线和转角后线路方向之间的夹角，有转角30、60、90之分。,杆塔：杆塔按材料分类 一般可以按原材料分为水泥杆和铁塔两种。1、水泥杆（钢筋混凝土杆）电杆是由环形断面的钢筋混凝土杆段组成，其特点是结构简单、加工方便，使用的砂、石、水泥等材料便于供应，并且价格便宜。混凝土有一定的耐腐蚀性，故电杆寿命较长，维护量少。与铁塔相比，钢材消耗少，线路造价低，但重量大，运输比较困难。水泥杆有非预应力钢筋混凝土杆和浇制前对钢筋预加一定张力拉伸的预应力钢筋混凝土杆两种。目前，输电线路使用

8、较多的是非预应力杆。2、铁塔 铁塔是用型钢组装成的立体桁架，可根据工程需要做成各种高度和不同形式的铁塔。铁塔有钢管塔和型钢塔。铁塔机械强度大，使用年限长，维修工作量少，但耗钢材量大、价格较贵。在变电所进出线和通道狭窄地段可采用单回或者双回路窄基铁塔。,4、终端杆 线路终端处的杆塔叫终端杆。终端杆是装设在发电厂或变电所的线路末端杆塔。终端杆除承受导、地线垂直荷重和水平风力外，还要承受线路一侧的导、地线拉力，稳定性和机械强度都应比较高。5、特种杆 特种杆主要有换位杆、跨越杆和分支杆等。超过10km以上的输电线路要用换位杆进行导线换位；跨越杆设在通航河流、铁路、主要公路及电线两侧，以保证跨越交叉垂直

9、距离；分支杆也叫“T”型杆或叫“T接杆”，它用在线路的分支处，以便接出分支线。,（三）水泥电杆的规格水泥杆有等径环形水泥杆和锥形水泥杆两种。等径环形水泥杆的梢径和根径相等，有300mm和400mm两种，一般制作成9m、6m和4.5m等三种长度，使用时以电、气焊方式进行连接。锥型水泥杆一般用在配电线路上，输电线路的转角杆塔、耐张杆塔、终端杆塔和直线杆塔，均采用等径水泥杆。锥型水泥杆的梢径有190mm和230mm两种。（四）横担 杆塔通过横担将三相导线分隔一定距离，用绝缘子和和具等将导线固定在横担上，此外，还需和地线保持一定的距离。因此，要求横担要有足够的机构强度和使导、地线在杆塔上的布置合理，并

10、保持导线各相间和对地（杆塔）有一定的安全距离。横担按材料分为铁横担、瓷横担。横担按用途分为直线横担、耐张横担、转角横担。,三、绝缘子绝缘子是一种隔电产品，一般是用电工陶瓷制成的，又叫瓷瓶。另外还有钢化玻璃制作玻璃绝缘子和用硅橡胶制作的合成绝缘子。绝缘子的用途是使导线之间以及导线和大地之间绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘强度，并用来固定导线，承受导线的垂直荷重和水平荷重。换句话说，绝缘子既要能满足电气性能的要求，又要能满足机械强度的要求。,按照机械强度的要求，绝缘子串可组装成单串、双串、V形串。对超高压线路或大跨越等，由于导线的张力大，机械强度要求高，故有时采用三串或四串绝缘子。绝缘子串基本有两

11、大类，即悬垂绝缘串和耐张绝缘子串。悬垂绝缘子串用于直线杆塔上，耐张绝缘子串用于耐张杆塔或转角、终端杆塔上。,2、针式绝缘子针式绝缘子（见图4-3），主要用于线路电压不超过35kV，导线张力不大的直线杆或小转角杆塔。优点是制造简易、价廉，缺点是耐雷水平不高，容易闪络。3、耐污型悬式瓷绝缘子普通瓷绝缘子只适用于正常地区，也就是说比较清洁的地区，如在污秽区使用，因它的绝缘爬电距离较小，易发生污闪事故，所以在污秽区要使用耐污型悬式瓷绝缘子（见图4-4），以达到污秽区等级相适应的爬电距离，防止污闪事故发生。4、悬式钢化玻璃绝缘子悬式玻璃绝缘子（见图4-5）具有重量轻、强度高，耐雷性能和耐高、低温性能均较

12、好。当绝缘子发生闪络时，其玻璃伞裙会自行爆裂。,5、瓷横担绝缘子瓷横担（见图4-6）绝缘水平高，自洁能力强，可减少人工清扫；能代替钢横担，节约钢材；结构简单、安装方便、价格较低。,6、合成绝缘子合成绝缘子（见图4-7）是一种新型的防污绝缘子，尤其适合污秽地区使用，能有效地防止输电线路污闪事故的发生。它和耐污型悬式瓷绝缘子比较，具有体积小、重量轻、清扫周期长、污闪电压高、不易破损、安装运输省力方便等优点。,四、电力线路金具输电线路导线的自身连接及绝缘子连接成串，导线、绝缘子自身保护等所用附件称为线路金具。线路金具在气候复杂、污秽程度不一的环境条件下运行，故要求金具应有足够的机械强度、耐磨和耐腐蚀

13、性。金具的用途和分类金具在架空电力线路中，主要用于支持、固定和接续导线及绝缘子连接成串，亦用于保护导线和绝缘子。按金具的主要性能和用途，可分以下几类：,1、线夹类线夹是用来握住导、地线的金具。根据使用情况，线夹分为耐张线夹（见图4-8）和悬垂线夹（见图4-9）两类。悬垂线夹用于直线杆塔上悬吊导、地线，并对导、地线应有一定的握力。耐张线夹用于耐张、转角或终端杆塔，承受导、地线的拉力。用来紧固导线的终端，使其固定在耐张绝缘子串上，也用于避雷线终端的固定及拉线的锚固。,2、联结金具类 联结金具（见图4-10）主要用于将悬式绝缘子组装成串，并将绝缘子串连接、悬挂在杆塔横担上。线夹与绝缘子串的连接，拉线

14、金具与杆塔的连接，均要使用联结金具，常用的联结金具有球头挂环、碗头挂板，分别用于联结悬式绝缘子上端钢帽及下端钢脚，还有直角挂板（一种转向金具，可按要求改变绝缘子串的连接方向），U形挂环（直接将绝缘子串固定在横担上）、延长环（用于组装双联耐张绝缘子串等）、二联板（用于将两串绝缘子组装成双联绝缘子串）等。,五、杆塔基础架空电力线路杆塔的地下装置统称为基础。基础用于稳定杆塔，使杆塔不致因承受垂直荷载、水平荷载、事故断线张力和外力作用而上拔、下沉或倾倒。杆塔基础分为电杆基础和铁塔基础两大类。1、电杆基础杆塔基础一般采用底盘、卡盘、拉线盘，即“三盘”。“三盘”通常用钢筋混凝土预制而成，也可采用天然石料制

15、作。底盘用于减少杆根底部地基承受的下压力，防止电杆下沉。卡盘用于增加杆塔的抗倾覆力，防止电杆倾斜。拉线盘用于增加拉线的抗拔力，防止拉线上拔。,2、铁塔基础铁塔基础根据铁塔类型、塔位地形、地质及施工条件等具体情况确定。常用的基础有现场浇制基础、预制钢筋混凝土基础、灌注桩式基础、金属基础、岩石基础。3、铁塔地脚螺栓保护帽的浇制地脚螺栓浇制保护帽是为了防止因丢失地脚螺母或螺母脱落而发生倒塔事故。直线塔组立后即可浇制保护帽，耐张塔在架线后浇制保护帽。,六、拉线拉线用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力、可减少杆塔材料的消耗量，降低线路造价。一方面提高杆塔的强度，承担外部荷载对杆塔的作用力，以减少杆塔的

16、材料消耗量，降低线路造价；另一方面，连同拉线棒和托线盘一起将杆塔固定在地面上，以保证杆塔不发生倾斜和倒塌。拉线材料一般用镀锌钢绞线。拉线上端是通过拉线抱箍和拉线相连接，下部是通过可调节的拉线金具与埋入地下的拉线棒、拉线盘相连接。,七、接地装置架空地线在导线的上方，它将通过每基杆塔的接地线或接地体与大地相连，当雷击地线时可迅速地将雷电流向大地中扩散，因此，输电线路的接地装置主要是泄导雷电流，降低杆塔顶电位，保护线路绝缘不致击穿闪络。它与地线密切配合对导线起到了屏蔽作用。接地体和接地线总称为接地装置。1、接地体接地体是指埋入地中并直接与大地接触的金属导体，分为自然接地体和人工接地体两种。为减少相邻

17、接地体之间的屏蔽作用，接地体之间的必须保持一定距离。为使接地体与大地连接可靠，接地体同时必须有一定的长度。,2、接地线架空电力线路杆塔与接地体连接的金属导体叫接地线。对非预应力钢筋混凝土杆可以利用内部钢筋作为接地线；对预应力钢筋混凝土杆因其钢筋较细，不允许通过较大的接地电流，可以通过爬梯或者从避雷线上直接引下线与接地体连接。铁塔本身就是导体，故可将扁钢接地体和铁塔腿进行连接即可,配网设备：（一）柱上开关中压柱上开关的分类，通常按灭弧方式或绝缘介质可分为真空、SF6、油、产气开关等；按开断、关合的能力可分为负荷开关、断路器、隔离开关等；按能实现自动化功能可分为重合器、分段器等。由于配电网设备数量

18、多、分布面广、现场维护不便，以及社会对供电可靠性的要求不断提高等条件，未来中压柱上开关的发展趋势是采用少维护或免维护的开关。,1、柱上负荷开关负荷开关一般应具备开断和关合正常负荷电流、线路之间环流、线路或设备充电电流的能力，还应具备关合短路电流的能力。一般利用柱上负荷开关将中压架空配电线路分成34段，安装分段开关，有条件情况下每段线路还应与其他电源线路进行联络，安装联络开关，使之满足在中压架空配电线路停电检修、事故查找处理时，能实现转移负荷，或尽快恢复无故障线路段的电，或缩小线路的停电范围等需要。,2、柱上断路器断路器一般应具备开断和关合相间短路电流的能力，为减少部分线路段常发生的瞬时故障对整

19、条线路的影响，或为解决变电所继电保护保护不到的线路末段，可在线路中段或分支处安装柱上断路器，增加重合闸。断路器与负荷开关的主要区别在于断路器可用来开断短路电流。,3、柱上隔离开关柱上隔离开关（见图4-18），又称刀开关，可用于线路设备的停电检修、故障查找、电缆试验等，拉开柱上隔离开关可使需要检修的设备与其他正在运行线路隔离，给予工作人员有可以看见的、明显的断路点，保证检修或试验工作的安全。柱上隔离开关优点是造价低、简单耐用。一般作为加空线路与用户的产权分界开关，以及作为电缆线路与架空线路的分界开关，还可安装在线路联络负荷开关一侧或两侧，以方便故障查找、电缆试验和检修更换联络负荷开关等。,（二）

20、跌落式熔断器10kV跌落式熔断器（见图4-19）一般安装在柱上配电变压器高压侧，用以保护10kV架空配电线路不受配电变压器故障影响。也有农村、山区的长线路在变电所继电保护达不到的线路末段或线路分支处安装跌落式熔断器进行保护的。（三）低压熔断器柱上配电变压器停运操作，一般顺序是先停运低压。通常超过30kVA的变压器安装有低压刀开关，熔片就安装在刀开关上，为开启式熔断器，可总称为熔断式隔离开关（见图4-20）。拉开刀开关后便有了可见的、明显的断路点。30kVA及以下的变压器轻载停运时，可直接操作高压跌落式熔断器，低压侧可不装刀开关，低压熔片就安装在瓷基座上（俗称飞保险）。,（四）避雷器避雷器（见图

21、4-21）是连接在电力线路和大地之间，使雷云向大地放电，而保护电气设备的器具。当雷电过电压或操作过电压来到时，使其急速向大地放电；当电压降到发电机、变压器或线路的正常电压时，则停止放电，以防止正常电流向大地流通。金属氧化物避雷器（又称氧化锌避雷器）一般可分为无间隙和有串联间隙两类。由于无间隙氧化锌避雷器使用越来越广泛，并且取得了很好的运行避雷器的优异性能。,（五）无功补偿装置架空配电线路无功补偿通常分有中压无功补偿和低压无功补偿两类设备，现普遍采用低压无功补偿。中压无功补偿设备安装位置一般以负荷较为集中处，或约在线路长3/4处为宜，一般以固定容量接在线路上。低压无功补偿设备（见图4-22）安装

22、位置一般在柱上配电变压器出口处。,线路路径 一、路径情况说明 1、路径走向 线路路径的选择，应综合考虑施工、运行条件，以缩短路径长度为目的，城外走线选择和缓地形，少占农田，不引起交通和机耕的困难,尽可能避开不良地质区域，避开稠密树林为基本原则；城区尽可能避免车辆碰撞，与城镇规划相协调为基本原则。,二、路径协议情况 工程在开工前通过各县市政府有关部门办理路径及征地协议。,第三章 气象条件 一、设计气象条件的确定 设计气象条件应根据沿线的气象条件资料和附近已有线路的运行经验确定。1、覆冰 在踏勘线路时，我们应参照已建成的电力线路的设计条件和运行情况，确定设计覆冰，并应于有关部分沟通。2、最大设计风速 3、最高气温、最低气温和年均气温 根据气象台站的记录资料分析并结合云南线路的气象分区表后确定工程的最高气温为xx，最低气温-10，年平均气温为15。,箱式变电站,柱变,柱变,